1. 最小副本集
    • 最小副本集

目前MongoDB官方给出的最小副本集设置的最小节点数为3个。同时给出了两种配置方式:

图1.1 3节点副本集(无仲裁者)

图1.1 3节点副本集(仲裁者加入)

所以网上目前有两派声音,就是关于是否有仲裁者加入来提高主节点选出速度和提高构架健壮性(容错性)。

  1. 争论
    • 构架健壮性(容错性)

有说无容错节点配置有两个备用节点,容错系数更高。就算两个挂掉还有一个。其实这种说法是错误的,我们知道3节点副本集已经是最小副本集了,根据MongoDB的投票选举机制,投票至少要两个才能参与,才能有过半说法。所以容错性两种配置相当;

图3.1 官方容错性对应表

  • 主节点选出速度
    • MongoDB选举过程

MongoDB的复制集具有自动容忍部分节点宕机的功能,在复制集出现问题时时,会触发选举相关的过程,完成主从节点自动切换.

每个复制集成员都会在后台运行与复制集所有节点的心跳线程,在两种情况下会触发状态检测过程:

  • 复制集成员心跳检测结果发生变化,比如某个节点挂了或者新增节点.
  • 超过4s没有执行状态检测过程.

在状态检测过程大致包含以下步骤:

  • 检测自身是否处于选举过程,如果是,退出本次过程.
  • 维护一个主节点的备用列表,列表中所有节点都可能被选举为主节点,每个节点都会检测自身以及全局条件是否满足:
    • 是否看见复制集中是否有Majority在线.
    • 自身priority大于
    • 自身不为
    • 自身opTime不能落后于最新节点10s以上.
    • 自身存储的集群程序按信息为最新.

如果所有条件满足,则将自身添加到主节点备用列表中,否则,将自身从列表中移除.

  • 检测以下条件,若都满足,将主节点将为从节点(如果要降级的主节点是自身,直接调用降级方法,如果不为自身,调用replSetStepDown命令将复制集主节点降级为从节点.):
    • 集群中主节点存在.
    • “主节点的备用列表”中存在比当前的主节点priority更高的节点.
    • “主节点的备用列表”中priority最高的节点,其opTime要比其他所有节点最新的opTime落后10s以内.
  • 检测自身是否为主,若为主,且自身无法看见复制集的Majority在线,将自身降级为从.
  • 如果看不见集群中有主节点存在,检测自身是否在“主节点的备用列表”,若不在,打印log并退出此流程.
  • 若自身在“主节点的备用列表”中,开始判断自身可否向复制集中发送选举自身为主节点的通知,判断过程包含:
    • 自身是否可以看见复制集中的Majority在线.
    • 自身是否在“主节点的备用列表”.

若条件满足,则设置“自身已经在选举过程中”标识位为true,并进入“选举自身为主节点”方法.

  • 方法中会验证自身是否满足以下条件:
    • 此线程拿到了线程锁.
    • 此节点没有被配置slaveDelay选项或者配置的slaveDelay为
    • 此节点没有被配置为若满足,则调用环境检测,若以下条件被触发,则不发送“选举我为主节点”投票:
    • 当前时间小于steppedDown的结束冻结时间(为执行steppedDown时的时间+冻结设定时间,内部调用为60s).
    • 自己的opTime不是所有节点最新的.
      • 若有节点opTime比自己新,直接退出此流程.
      • 如果其他最新的节点最多与自己一样新,每有一个这样的节点,随机sleep一段时间,之后继续判断.
    • 自己上线5分钟内且复制集中不是所有节点在线.
  • 如无其他问题,尝试获取自己进行投票时的票数,在此过程中,会判断自己在30s内是否进行过投票,如进行过,直接退出整个过程.
  • 经过以上种种复杂的检测,终于可以向复制集发送“选举我为主节点”的投票.
  • 发送之后,会接收来自所有节点的投票,若得票数小于等于一半,不将自己变为主节点,若超过一半,设置自己为主节点.

投票结束后,设置“自身已经在选举过程中”标识位为false.

可以看到,上面的判断逻辑有一些是重复判断,不过不影响最终结果,可能与判断逻辑较为复杂有关系,在每个决定之前都要验证所有条件是否满足,防止有条件被漏掉.在复制集中的节点收到其他节点发送的“选举我为主节点”投票信息时,会有以下的判断:

  • 若自身存储的复制集配置版本过低,不投票.
  • 若发起请求的节点存储的复制集配置版本过低,投反对票.
  • 如果自身所在的复制集没有发起投票的节点,投反对票.
  • 复制集中存在主节点,投反对票.
  • 可参与选举的节点中有priority高于请求为主的节点存在时,投反对票.如果所有条件通过,获取自身的投票数(同样会判断自身在30s内是否参加过投票,若参加过,不再投票),投出票数.需要说一下的是,一个反对会将最终票数减10000,即在绝大多数情况下,只要有节点反对,请求的节点就不能成为主节点.